12.2闭合电路的欧姆定律 同步检测Word版含答案— 2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册

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…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
(
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
12.2闭合电路的欧姆定律
一、单选题
1.下列说法正确的是（
）
A.?电流通过导体的热功率与电流大小成正比???????B.?力对物体所做的功与力的作用时间成正比
C.?电容器所带电荷量与两极间的电势差成正比????D.?弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比
2.电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比．这个关系最初是（
）用实验直接得到的．
A.?库仑?????????????????????????????????????B.?安培?????????????????????????????????????C.?欧姆?????????????????????????????????????D.?焦耳
3.当外电路的电阻分别为8Ω和2Ω时，单位时间内在外电路上产生的热量正好相等，则该电源的内电阻是（
）
A.?1Ω????????????????????????????????????????B.?2Ω????????????????????????????????????????C.?4Ω????????????????????????????????????????D.?6Ω
4.一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，现将它们串联到电路中，电动机和电炉都能正常工作的情况下，在相同时间内不正确（
）
A.?电炉放热与电动机放热相等????????????????????????????????B.?电炉两端电压小于电动机两端电压
C.?电炉两端电压等于电动机两端电压??????????????????????D.?电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率
5.电解硫酸铜溶液的装置示意图，图中电压表示数为U
，
电流表的示数为I
，
通电时间为t
，
下面的说法正确的有（
）
A.?It是这段时间内流到铜板上的阳离子所带的总电量?????B.?UIt是这段时间内所产生的总焦耳热
C.?UIt是这段过程中该电路消耗的部分电能????????????????????D.?UI是电能转化成化学能的功率
6.理想变压器原线圈接在电压为u=U0sinωt的交流电源上，在变压器副线圈中分别安装有甲、乙两个插座，导线电阻为2R，如图所示。插座不接用电器时小灯泡正常发光。若将某一用电器接在甲或乙插座上，不计电流表内阻的影响。下列说法正确的是(??
)
A.?若接在甲上，电流表示数变大，灯变亮???????????????B.?若接在甲上，电流表示数变小，灯变暗
C.?若接在乙上，电流表示数变大，灯变亮???????????????D.?若接在乙上，电流表示数变大，灯变暗
7.如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定不变，现将滑动变阻器的滑片向b端滑动，则（?
）
A.?电灯L更亮，安培表的示数减小???????????????????????????B.?电灯L更亮，安培表的示数增大
C.?电灯L变暗，安培表的示数减小???????????????????????????D.?电灯L变暗，安培表的示数增大
8.如图所示，理想变压器原线圈两端接电压有效值恒定的交变电流，开关K由闭合而断开时，以下说法正确的是（??
）
A.?变压器的输入功率不变
B.?变压器的输入功率增大
C.?通过灯泡L1的电流增大
D.?通过灯泡L1的电流不变
9.如图所示，理想变压器的原线圈接有频率为f、电压为U的交流电，副线圈接有光敏电阻R1、用电器R．下列说法正确的是（
??）
A.?当光照增强时，变压器的输入功率减小????????????B.?当滑动触头P向上滑动时，用电器消耗的功率减小
C.?当U增大时，用电器消耗的功率减小????????????????D.?当f减小时，变压器的输入功率减小
10.在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1、R3为定值电阻，R2为滑动变阻器，C为电容器。将滑动变阻器的滑动触头P置于位置a，闭合开关S，电路稳定时理想电压表V1、V2的示数分别为U1、U2
，
理想电流表A的示数为I。当滑动变阻器的滑动触头P由a滑到b且电路再次稳定时，理想电压表V1、V2的示数分别为U1′、U2′，理想电流表A的示数为I′。则以下判断中正确的是（??
）
A.?滑动变阻器的滑动触头P由a滑向b的过程中，通过R3的电流方向由左向右
B.?滑动变阻器的滑动触头P由a滑向b的过程中，电容器的带电量减小
C.?
，
，
D.?
11.在如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，R1为金属电阻、R2为光敏电阻、R3为热敏电阻．设电流表A的读数为I，电压表V1的读数为U1
，
电压表V2的读数为U2
，
三个电阻中仅有一个电阻的阻值发生变化，则下面的分析正确的是（??
）
A.?给R1升温，I变小，U1变小
B.?用光照R2
，
I变小，U2变大
C.?给R3降温，I变大，U1变大
D.?给R1降温，I变小，U1变小
12.如图所示，电源电动势E=6V，内阻r=2Ω，定值电阻R1=1Ω，R2=4Ω，当滑动变阻器接入电路的电阻为12Ω时，滑动变阻器的功率为（??
）
A.?2W???????????????????????????????????B.?1.5W???????????????????????????????????C.?0.75W???????????????????????????????????D.?0.5W
13.电阻R的U—I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是（??
）
A.?4
W、8
W????????????????????????B.?2
W、4
W????????????????????????C.?4
W、6
W????????????????????????D.?2
W、3
W
14.如图所示，两个烧杯装有稀硫酸，铜片和锌片构成电源正负极，U形玻璃管中放有粗棉线，倒插在两烧杯中，改变棉线的粗细，可以改变电源的内阻，闭合开关S、
、
，下列说法正确的是（??
）
A.?增大滑动变阻器R的阻值，电压表
示数增大
B.?若U形玻璃管中放入更粗的棉线，则电压表
示数变小
C.?不管滑动变阻器R的阻值如何改变，两电压表示数之和几乎保持不变
D.?通过两电压表的电流方向相同，均从左向右
15.如图所示的电路中，电键
、
、
、
均闭合，
是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴
，断开哪一个电键后
会向下运动（??
）
A.?????????????????????????????????????????B.?????????????????????????????????????????C.?????????????????????????????????????????D.?
16.在如图所示电路中，电源电动势为E、内阻为r，电阻R2、R3为定值电阻，R1为滑动变阻器，A、B为电容器的两个极板．当滑动变阻器R1处于某位置时，A、B两极板间的带电油滴静止不动．则下列说法中正确的是（
??）
A.?仅把R1的触头向右滑动时，电流表读数减小，油滴向下运动
B.?仅把R1的触头向左滑动时，电流表读数减小，油滴向上运动
C.?仅把两极板A、B间距离增大，油滴向下运动，电流表读数不变
D.?仅把两极板A、B间正对面积减小，油滴向下运动，电流表读数不变
二、解答题
17.如图所示，电源电动势为12V，内阻为1
，电阻R1为1
，R2为6
。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U为6V，线圈电阻RM为0.5
，问：电动机正常工作时产生的机械功率是多大？
18.利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势E=6V，电源内阻r=1Ω，电阻R=3Ω，重物质量m=0.10kg，当将重物固定时，电压表的示数为5V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5V，（不计摩擦，g取10m/s2），求：重物匀速上升时的速度大小。
19.一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3V，电流为0.3A。松开转轴，在线圈两端加电压为2
V时，电流为0.8
A，电动机正常工作。求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多少?
答案解析
一、单选题
1.【答案】
C
【解析】A、由P=I2R可知，电流通过导体的热功率与电流的平方成正比；故A错误；
B、力做功W=FL
，
与力的作用时间无关；故B错误；
C、由C=Q/U可知，电容器所带电荷量与两极间的电势差成正比；故C正确；
D、劲度系数由弹簧本身的性质决定，无伸长量无关；故D错误；
故选：C．
【分析】明确热功率、功的公式、电容的定义及胡克定律公式的意义进行分析，明确各物理量的决定因素．
2.【答案】
D
【解析】电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比，即：
Q=I2Rt
这个规律最初是由焦耳通过实验总结的；
故选：D
【分析】电流有热效应、磁效应和化学效应，其中焦耳定律描述热效应．
3.【答案】
C
【解析】解：当外电路电阻分为8Ω时，根据闭合电路欧姆定律得：
I1=?
…①
当外电路电阻分为2Ω时，根据闭合电路欧姆定律得：
I2=
②
根据单位时间在外电路放出的热量正好相等得：
I12R1=I22R2…③
由①②③解得：
r=4Ω
故答案为：C
【分析】当外电路电阻分别为8Ω和2Ω时，根据闭合电路欧姆定律列式，根据单位时间在外电路放出的热量正好相等列式，联立方程即可求解．
4.【答案】
C
【解析】A、电炉电路和电动机电路焦耳定律都适用．根据焦耳定律Q=I2rt
，
得，电炉和电动机的电阻相同，电流相同，则在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等．故A正确．
B、设电流为I
，
则电炉两端电压U炉=Ir
，
电动机两端电压U机＞Ir
，
所以U机＞U炉
．
即电动机两端电压大于电炉两端电压．故B正确，C错误；
D、电动机消耗的电能一部分转化为内能，另一部分转化为机械能，电炉消耗的电能全部转化为内能，而相等时间内它们产生的热量相等，则在相同的时间内，电动机消耗的电能大于电炉消耗的电能，故D正确；
故选：C．
【分析】对于电炉电路和电动机电路，焦耳定律都适用，欧姆定律适用于电炉，不适用于电动机；根据欧姆定律研究电炉两端的电压；电动机两端的电压大于电流与电阻的乘积．
5.【答案】
A
【解析】A、硫酸铜溶液导电时是正负离子同时做定向移动，到达铜板的只有阳离子铜，由电流的定义知Q=It
，
t时间内流到铜板上的阳离子所带的总电量为It
．
故A正确；
B、这段过程中该电路电流做的功是UIt
，
这也是电路消耗的总电能，不是焦耳热；故B错误，C不正确；
D、UI是总功率，其大小还包含热功率；故大于转化为化学能的功率；故D错误；
答案：A
【分析】根据电流的形成可得出总电量；由功的公式可求得总电能；明确总电能和焦耳热的区别．
6.【答案】
D
【解析】当将用电器接到插座甲上后，变压器的负载增加，消耗的功率增大，流过变压器的电流增大，但是流过电阻R上的电流不变，所以电阻R消耗的电压不变，所以灯泡两端的电压的不变，灯泡的亮度不变．故AB错误；当将用电器接到插座乙上后，乙与灯泡并联，使得并联部分的电阻值小于灯泡的电阻值，电路中的总电阻减小，所以电路中的总电流增大，回路中的电流增大．流过R的电流值增大，所以R上消耗的电压增大；由于变压器副线圈上的电压不变，所以并联部分的电压降减小，即灯泡两端的电压减小，灯泡消耗的功率减小，灯泡变暗．故C错误，D正确．故选D．
【分析】电路的动态分析；变压器；该题中，当将用电器接到插座上后，变压器的负载增加，消耗的功率增大，回路中的电流增大．当增大的电流流过R时，才会使电压表的示数发生变化；虽然有一个变压器，而题目的实质是考查电路的电阻变化问题，结合欧姆定律即可分析解答这一类的问题。
7.【答案】
A
【解析】解：将滑片向b端滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，
根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I变小，则电流表的示数变小，路端电压U变大，所以电灯L更亮，
故选A．
【分析】将滑片向b端滑动时，分析变阻器接入电路的电阻的变化，根据闭合电路欧姆定律分析干路电流的变化和路端电压的变化，确定电流表示数的变化和灯泡L的变化．本题是电路动态变化分析问题，按“局部→整体→局部”的顺序分析．
8.【答案】
C
【解析】AB．开关K由闭合而断开时，副线圈两端电压不变，而连接电阻增大，副线圈的输出功率减小，变压器的输入功率减小，AB不符合题意；
CD．通过副线圈电流减小，电阻R分压减小，灯泡电压增大，通过灯泡L1的电流增大，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】开关断开，接入电路中的电阻变小，利用串并联电路中的电流和电压规律，结合欧姆定律分析各支路中的电流变化，进而分析电阻功率的变化。
9.【答案】
B
【解析】A．当光照增强时，光敏电阻的电阻值减小，故变压器的输出功率增加，故输入功率也增加，A不符合题意；
B．当滑动触头P向上滑动时，原线圈匝数增加，根据
，变压器的输出电压减小；根据功率表达式
，输出功率减小，故输入功率也减小，B符合题意；
C．当U增大时，根据
，变压器的输出电压增加；根据功率表达式
，用电器消耗的功率增大；C不符合题意；
D．当
减小时，输入电压和输出电压不变，输出功率不变，故变压器的输入功率不变，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】利用变压器原副线圈匝数比与电压的关系求解副线圈的电压即可，再利用欧姆定律求解电流，分析电功率的变化。
10.【答案】
D
【解析】AB．电容C与电阻R1、R2并联，其电压等于电源的路端电压，当滑动变阻器滑动触头P由a滑向b的过程中，变阻器的电阻增大，总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，根据
可知，电容器的电荷量增加，电容器充电，通过R3的电流方向由右向左，AB不符合题意；
C．因电路电流减小，故
，则R1两端电压减小，即
。因路端电压增大，则R2两端电压增大，即
，C不符合题意；
D．将R1等效为电源内阻，则
可视为等效电源的路段电压，根据U—I图像的斜率关系可得
，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中，接入电路中的电阻变大，结合欧姆定律求解电流、电压的变化，利用公式分析电容电荷量的变化。
11.【答案】
B
【解析】AD、R1为金属电阻，给R1升温，R1变大，外电路总电阻增大，干路电流减小，电源的内电压减小，路端电压增大，则通过R2和R3这条支路的电流增大，则电流表的读数I变小，U1变大，相反，给R1降温，电流表的读数I变大，U1变小，A、D不符合题意．
B、R2为光敏电阻，用光照R2
，
R2减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，电源的内电压增大，路端电压减小，则流表的读数I变小，通过R2和R3这条支路的电流增大，U2变大，B符合题意．
C、R3为热敏电阻，给R3降温，R3增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，电源的内电压减小，路端电压增大，则电流表的读数I变大，通过R2和R3这条支路的电流减小，U1变小，C不符合题意．
故答案为：B
【分析】利用光敏电阻和热敏电阻的阻值变化结合动态电路的串反并同可以判别电压表和电流表的读数变化。
12.【答案】
C
【解析】并联部分的电阻为
电路中的总电流为
并联部分的电压为
滑动变阻器的功率为
故答案为：C。
【分析】利用等效电阻可以求出外电路电阻的大小，结合欧姆定律可以求出总电流的大小，再利用闭合电路的欧姆定律可以求出并联电压的大小；结合功率的表达式可以求出滑动变阻器的功率大小。
13.【答案】
C
【解析】电源的输出功率和电路的总功率分别是
故答案为：C。
【分析】由图象读出电源的电动势，由两图线的交点读出电流与路端电压，即可分析。
14.【答案】
C
【解析】A．增大滑动变阻器R的阻值，干路电流变小，内压变小，A不符合题意；
B．若U形玻璃管中放入更粗的棉线，则内阻变小，干路电流变大，外压变大，B不符合题意；
C．不管滑动变阻器R的阻值如何改变，两电压表示数之和几乎保持不变，满足闭合电路欧姆定律，C符合题意；
D．电流从右向左通过电压表
，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】增大外电阻的阻值总电流不断变小；当玻璃管插入棉线时会导致内阻变小则干流电流变大，其电压正保持不变；两电压表的电流方向相同。
15.【答案】
C
【解析】A．断开
，电容器两板间的电压不变，场强不变，油滴所受的电场力不变，油滴仍处于平衡状态，故
悬浮不动，A不符合题意；
B．断开
，电容器两板间的电压增大，稳定时，其电压等于电源的电动势，板间场强增大，油滴所受的电场力增大，油滴将向上运动，B不符合题意；
C．断开
，电容器通过电阻放电，板间场强逐渐减小，油滴所受的电场力减小，油滴将向下加速运动，C符合题意；
D．断开
，电容器的电量不变，板间场强不变，油滴仍处于悬浮不动状态，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用开关闭合与断开可以判别电容器两端电荷量或电压的变化，结合电压和场强的关系可以判别场强的变化进而判别粒子的运动情况。
16.【答案】
C
【解析】A.仅把R1的触头向右滑动时，R1增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，路端电压增大，则电流表读数减小．由
分析可知，板间场强增大，油滴所受电场力增大，则油滴向上运动．A不符合题意．
B.
仅把R1的触头向左滑动时，R1接入电路的阻值减小，外电路总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可知，干路电流增大，电流表示数变大，路端电压U减小，由
分析可知，板间场强变小，油滴所受电场力减小，小于重力，油滴受到的合力向下，油滴向下运动，B不符合题意．
C.仅把两极板A、B间距离d增大，电容器两极板间的电压U不变，电场强度
减小，油滴所受电场力减小，油滴受到的合力向下，油滴向下运动．而电路其他部分不变，电流表读数不变．C符合题意．
D.
仅把两极板A、B间相对面积减小，U和d不变，则板间场强不变，油滴所受电场力不变，则油滴仍保持静止．电流表读数不变．D不符合题意．
故答案为：C
【分析】1.根据动态电路，串反并同，滑片右移，阻值变大，电流表和R1串联，读数变小，电容器测电源电压，电压变大，油滴上移，同理判断B。2.AB距离变大，根据动容决定式电容变小，电压不变，电场强度变小，所以油滴下移，读数不变。
二、解答题
17.【答案】
解：设流过干路的电流为I，根据闭合电路的欧姆定律有
解得I=3A
设流过R2的电流为I2
，
则有
设流过电动机的电流为IM=I-I2
电动机的输入功率为P1=UIM
电动机的热功率为
电动机的机械功率为P3=P1-P2=10W
【解析】【分析】要算电动机的机械功率，就要用电动机的额定功率减去发热功率，因此需要算出电动机的电流，则需要用干路电流减去电阻R2的电流，结合闭合电路欧姆定律计算即可得到干路电流。
18.【答案】
解：电源电动势
，电源内阻
，当将重物固定时，电压表的示数为5V，则根据闭合电路欧姆定律，电路中电流为
电动机的电阻为
当重物匀速上升时，电压表的示数为
，电路中电流为
电动机两端的电压为
根据能量转化和守恒定律得
代入解得
【解析】【分析】电压表的示数为5V，根据闭合电路欧姆定律可得电路中的电流，重物固定时，电动机没有工作，根据欧姆定律可得电动机的内阻大小；重物匀速上升时，由电压表的示数及电动势根据欧姆定律可得电路中的电流大小，根据闭合电路欧姆定律可得电动机两端电压，根据P=IU可得电动机消耗的电功率，根据P'=mgv及P热=I2R即可得重物匀速上升的速度大小。
19.【答案】
解：电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻：
电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为
P入=I1U1=0.8×2W=1.6W
电动机的机械功率：
P机=P入-I2r=1.6W-0.82×1W=0.96W
【解析】【分析】利用欧姆定律可以求出内阻的大小；结合总功率和热功率的表达式可以求出机械功率的大小。